TMS320F2812 DSP編程之AD采樣精度的校準(zhǔn)算法  沒有公告

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             TMS320F2812 DSP編程之AD采樣精度的校準(zhǔn)算法          ★★★【字體：小 大】

      TMS320F2812 DSP編程之AD采樣精度的校準(zhǔn)算法

      作者：Free    文章來源：本站原創(chuàng)    點(diǎn)擊數(shù)：329    更新時間：2008-2-21    

      F2812內(nèi)部集成了ADC轉(zhuǎn)換模塊。該模塊是一個12位、具有流水線結(jié)構(gòu)的模數(shù)轉(zhuǎn)換器，內(nèi)置雙采樣保持器（S/H），可多路選擇16通道輸入，快速轉(zhuǎn)換時間運(yùn)行在25 
      MHz、ADC時鐘或12.5 
      Msps，16個轉(zhuǎn)換結(jié)果寄存器可工作于連續(xù)自動排序模式或啟動/停止模式。在實際使用中，ADC的轉(zhuǎn)換結(jié)果誤差較大，如果直接將此轉(zhuǎn)換結(jié)果用于控制回路，必然會降低控制精度。（最大轉(zhuǎn)換誤差可以達(dá)到9%左右）
       
      F2812的ADC轉(zhuǎn)換精度較差的主要原因是存在增益誤差和失調(diào)誤差，要提高轉(zhuǎn)換精度就必須對兩種誤差進(jìn)行補(bǔ)償。
       
      對于ADC模塊采取了如下方法對其進(jìn)行校正：
       
      選用ADC的任意兩個通道（如A3，A4）作為參考輸入通道，并分別提供給它們已知的直流參考電壓作為輸入（RefHigh和RefLow），通過讀取相應(yīng)的結(jié)果寄存器獲取轉(zhuǎn)換值，利用兩組輸入輸出值求得ADC模塊的校正增益和校正失調(diào)，然后利用這兩個值對其他通道的轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，從而提高了ADC模塊轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確度。
      實現(xiàn)校準(zhǔn)的硬件電路在本文中不作描述，在有關(guān)資料中可以查到。下面是該算法的C語言實現(xiàn)：
      //首先計算兩個通道的參考電壓轉(zhuǎn)換后的理想結(jié)果
       //     A4 = RefHigh = 2.5V  ( 2.5*4095/3.0 = 3413 ideal count)
      //     A3 = RefLow  = 0.5V  ( 0.5*4095/3.0 = 683 ideal count)
       
      #define     REF_HIGH_IDEAL_COUNT   3413
      #define     REF_LOW_IDEAL_COUNT    683
      #define  SAMPLES       63
      //定義所需的各個變量
      Uint16  Avg_RefHighActualCount;  
      Uint16  Avg_RefLowActualCount; /   
      Uint16  CalGain;                                                 // 
      Calibration Gain     
      Uint16  CalOffset;                                              // 
      Calibration Offset 
      Uint16  SampleCount;
      Uint16 RefHighActualCount;
      Uint16 RefLowActualCount;
      //對各個變量進(jìn)行初始化
      void InitCalib()
      {
          Avg_RefLowActualCount = 0;
          Avg_RefLowActualCount  = 0;
          Avg_RefHighActualCount = 0;
          RefHighActualCount = 0;
          RefLowActualCount = 0;
          
          CalGain   = 0; 
          CalOffset = 0;
          
          SampleCount = 0;
      }
      //獲得校準(zhǔn)增益和校準(zhǔn)失調(diào)
      // Algorithm: Calibration formula used is:
      //
      //  ch(n) = ADCRESULTn*CalGain - CalOffset    
      // n = 0 to 15 channels
      //  CalGain =   (RefHighIdealCount - RefLowIdealCount)
      //                       -----------------------------------------
      //                      (Avg_RefHighActualCount  - Avg_RefLowActualCount)
      //
      //  CalOffset = Avg_RefLowActualCount*CalGain - RefLowIdealCount
      //
      //  A running weighted average is calculated for the reference inputs:
      //
      //  Avg_RefHighActualCount = (Avg_RefHighActualCount*SAMPLES 
      //                            + RefHighActualCount) / (SAMPLES+1)
      //
      //  Avg_RefLowActualCount  = (Avg_RefLowActualCount*SAMPLES 
      //                                         + RefLowActualCount) / 
      (SAMPLES+1)
      //     
      void GetCalibParam()
      {
       RefHighActualCount = AdcRegs.ADCRESULT4 >>4;
       RefLowActualCount = AdcRegs.ADCRESULT3 >>4;
       
       if(SampleCount > SAMPLES)
        SampleCount = SAMPLES;
       
       Avg_RefHighActualCount = (Avg_RefHighActualCount * SampleCount
               + RefHighActualCount) / (SampleCount+1);
       
       Avg_RefLowActualCount  = (Avg_RefLowActualCount * SampleCount 
                                    + RefLowActualCount) / (SampleCount+1);
       
       CalGain = (REF_HIGH_IDEAL_COUNT - REF_LOW_IDEAL_COUNT) 
                              / (Avg_RefHighActualCount  - 
      Avg_RefLowActualCount);
       
       CalOffset = Avg_RefLowActualCount*CalGain - RefLowIdealCount;
       
       SampleCount++;
       
      }
       //在ADC_ISR中，對其他各個通道的結(jié)果進(jìn)行修正：
      interrupt void  adc_isr(void)
      {
      GetCalibParam();
      ......
      newResult n= AdcRegs.ADCRESULTn*CalGain - CalOffset;
      ......
       }
      通過上面的代碼，配合硬件電路改動，可以大幅實現(xiàn)提高ADC采樣的精度，實現(xiàn)更靈敏、更精確的控制。
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